Aineiden tiheyden tutkiminen alkaa lukion fysiikan kurssilla. Tätä käsitettä pidetään perustavanlaatuisena molekyylikineettisen teorian perusteiden esittelyssä edelleen fysiikan ja kemian kursseilla. Aineen rakenteen, tutkimusmenetelmien tutkimuksen tarkoituksena voidaan olettaa olevan tieteellisten käsitysten muodostaminen maailmasta.
Alkukäsitykset yhdestä maailmankuvasta ovat fysiikka. Luokka 7 tutkii aineen tiheyttä yksinkertaisimpien tutkimusmenetelmien, fysikaalisten käsitteiden ja kaavojen käytännön soveltamisen ajatusten pohj alta.
Fysikaalisen tutkimuksen menetelmät
Kuten tiedätte, havainnointi ja kokeilu erotetaan luonnonilmiöiden tutkimusmenetelmistä. Luonnonilmiöiden havainnointia opetetaan peruskoulussa: tehdään yksinkertaisia mittauksia, usein pidetään "luontokalenteria". Nämä oppimismuodot voivat johtaa lapsen tarpeeseen tutkia maailmaa, vertailla havaittuja ilmiöitä, tunnistaa syy-seuraus-suhteita.
Kuitenkin vain täysin suoritettu kokeilu antaa nuorelle tutkijalle työkalut luonnon salaisuuksien paljastamiseen. Kokeellisen, tutkimustaidon kehittäminen tapahtuu käytännön tunneilla ja laboratoriotyön yhteydessä.
Fysiikan aikana koe alkaa fysikaalisten suureiden, kuten pituus, pinta-ala, tilavuus, määrittelyllä. Samalla syntyy yhteys matemaattisen (lapselle melko abstraktin) ja fyysisen tiedon välille. Vetoutuminen lapsen kokemukseen, hänen jo pitkään tuntemiensa tosiasioiden huomioon ottaminen tieteellisestä näkökulmasta edistää tarvittavan pätevyyden muodostumista hänessä. Oppimisen tarkoitus tässä tapauksessa on halu itsenäisesti ymmärtää uutta.
Studying Density
Ongelman opetusmenetelmän mukaisesti voit oppitunnin alussa kysyä tutun arvoituksen: "Kumpi on painavampi: kilo nukkaa vai kilo valurautaa?" Tietysti 11-12-vuotiaat voivat helposti vastata tietämäänsä kysymykseen. Mutta ongelman olemuksen käsitteleminen, kyky paljastaa sen erikoisuus, johtaa tiheyden käsitteeseen.
Aineen tiheys on sen tilavuusyksikön massa. Yleensä oppikirjoissa tai hakuteoksissa annettu aineiden tiheystaulukko mahdollistaa aineiden välisten erojen sekä aineen aggregoitujen tilojen arvioinnin. Aiemmin käsitelty osoitus kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen fysikaalisten ominaisuuksien erosta, tämän eron selitys ei vain hiukkasten rakenteessa ja keskinäisessä järjestelyssä, vaan myös aineen ominaisuuksien matemaattisessa ilmaisussa. fysiikan opiskelu eri tasolle.
Taulukon avulla voit vahvistaa tietoa tutkittavan käsitteen fyysisestä merkityksestäaineen tiheys. Lapsi, joka vastaa kysymykseen: "Mitä tietyn aineen tiheyden arvo tarkoittaa?", ymmärtää, että tämä on 1 cm3 (tai 1 m) 3) aineet.
Tiheysyksikkökysymys voidaan ottaa esille jo tässä vaiheessa. On tarpeen pohtia tapoja muuntaa mittayksiköt eri vertailujärjestelmissä. Näin on mahdollista päästä eroon staattisesta ajattelusta, hyväksyä muita laskujärjestelmiä myös muissa asioissa.
Tiheyden määritys
Fysiikan opiskelu ei tietenkään voi olla täydellinen ilman ongelmien ratkaisemista. Tässä vaiheessa syötetään laskentakaavat. Tiheyskaava luokan 7 fysiikassa on luultavasti ensimmäinen fysikaalinen määrien suhde lapsille. Siihen kiinnitetään erityistä huomiota ei vain tiheyden käsitteiden tutkimuksen vuoksi, vaan myös ongelmien ratkaisun opetusmenetelmien vuoksi.
Tässä vaiheessa laaditaan algoritmi fyysisen laskennallisen ongelman ratkaisemiseksi, ideologia soveltaa peruskaavoja, määritelmiä, malleja. Opettaja yrittää opettaa ongelman analysointia, tapaa etsiä tuntematonta, mittayksiköiden käytön erityispiirteitä käyttämällä sellaista suhdetta fysiikan tiheyskaavana.
Esimerkki ongelmanratkaisusta
Esimerkki 1
Määritä, mistä aineesta kuutio, jonka massa on 540 g ja tilavuus 0,2 dm, koostuu3.
ρ -? m=540 g, V=0,2 dm3 =200 cm3
Analyysi
Ongelman kysymyksen perusteella ymmärrämme, että se auttaa meitä määrittämään materiaalin, josta kuutio on valmistettukiintoaineiden tiheystaulukko.
Määritetään siis aineen tiheys. Taulukoissa tämä arvo on annettu g/cm3, joten tilavuus dm3 käännettynä cm3.
Päätös
Määritelmän mukaan: ρ=m: V.
Meille annetaan: tilavuus, massa. Aineen tiheys voidaan laskea:
ρ=540g: 200cm3=2,7g/cm3, mikä vastaa alumiinia.
Vastaus: kuutio on valmistettu alumiinista.
Muiden määrien määrittäminen
Tiheyden laskentakaavaa käyttämällä voit määrittää muita fyysisiä suureita. Tilavuuteen liittyvien kappaleiden massa, tilavuus ja lineaariset mitat lasketaan helposti tehtävissä. Tehtävissä käytetään matemaattisten kaavojen tuntemusta geometristen muotojen pinta-alan ja tilavuuden määrittämiseksi, mikä mahdollistaa matematiikan opiskelun tarpeen selityksen.
Esimerkki 2
Määritä kuparikerroksen paksuus, joka peittää osan, jonka pinta-ala on 500 cm2 jos tiedetään, että pinnoitukseen käytettiin 5 g kuparia.
h - ? S=500cm2, m=5g, ρ=8,92g/cm3.
Analyysi
Aineiden tiheystaulukon avulla voit määrittää kuparin tiheyden.
Käytetään tiheyden laskentakaavaa. Tässä kaavassa on aineen tilavuus, jonka perusteella voidaan määrittää lineaariset mitat.
Päätös
Määritelmän mukaan: ρ=m: V, mutta tässä kaavassa ei ole haluttua arvoa, joten käytämme:
V=S x h.
Korvaamalla pääkaavaan saamme: ρ=m: Sh, mistä:
h=m: S xρ.
Laske: h=5 g: (500 cm2 x 8, 92 g/cm3)=0,0011 cm=11 mikronia.
Vastaus: Kuparikerroksen paksuus on 11 mikronia.
Tiheyden kokeellinen määritys
Fysiikan kokeellinen luonne osoitetaan laboratoriokokeiden aikana. Tässä vaiheessa hankitaan taidot kokeen suorittamiseen ja sen tulosten selittämiseen.
Käytännön tehtävä aineen tiheyden määrittämiseksi sisältää:
- Nesteen tiheyden määrittäminen. Tässä vaiheessa kaverit, jotka ovat jo käyttäneet mittasylinteriä, voivat helposti määrittää nesteen tiheyden kaavalla.
- Säännöllisen muotoisen kiinteän kappaleen tiheyden määrittäminen. Tämä tehtävä on myös kiistaton, sillä samanlaisia laskentaongelmia on jo pohdittu ja kokemusta on saatu tilavuuksien mittaamisesta kappaleiden lineaarisilla mitoilla.
- Epäsäännöllisen muotoisen kiinteän kappaleen tiheyden määrittäminen. Tätä tehtävää suoritettaessa käytämme menetelmää epäsäännöllisen muotoisen kappaleen tilavuuden määrittämiseksi dekantterilasin avulla. On hyödyllistä muistuttaa vielä kerran tämän menetelmän ominaisuudet: kiinteän kappaleen kyky syrjäyttää nestettä, jonka tilavuus on yhtä suuri kuin kehon tilavuus. Lisäksi tehtävä ratkaistaan normaalilla tavalla.
Monimutkaiset kysymykset
Voit monimutkaistaa tehtävää kutsumalla kaverit määrittämään aineen, josta keho on valmistettu. Tässä tapauksessa käytettyjen aineiden tiheystaulukon avulla voit kiinnittää huomiota tarpeeseen työskennellätaustatiedot.
Kokeellisia tehtäviä ratkaistessaan opiskelijalla tulee olla tarvittava tieto fyysisten instrumenttien käytöstä ja mittayksiköiden muuntamisesta. Usein tämä aiheuttaa eniten virheitä ja puutteita. Ehkä tähän fysiikan opiskelun vaiheeseen pitäisi antaa enemmän aikaa, sen avulla voit vertailla tutkimuksen tietoja ja kokemuksia.
Bulkkitiheys
Puhtaan aineen tutkiminen on tietysti mielenkiintoista, mutta kuinka usein puhtaita aineita löytyy? Jokapäiväisessä elämässä kohtaamme seoksia ja seoksia. Kuinka olla tässä tapauksessa? Irtotiheyden käsite estää opiskelijoita tekemästä tyypillistä virhettä käyttää aineiden keskimääräisiä tiheysarvoja.
Tämä asia on äärimmäisen tarpeellista selvittää, antaa mahdollisuus nähdä, tuntea ero aineen tiheyden ja irtotiheyden välillä on vasta alkuvaiheessa. Tämän eron ymmärtäminen on välttämätöntä fysiikan jatkotutkimuksessa.
Tämä ero on erittäin mielenkiintoinen bulkkimateriaalien tapauksessa. On mahdollista antaa lapsen tutkia irtotiheyttä materiaalin tiivistymisestä, yksittäisten hiukkasten (sora, hiekka jne.) koosta riippuen alustavan tutkimustoiminnan aikana.
Aineiden suhteellinen tiheys
Erilaisten aineiden ominaisuuksien vertailu on suhteellisen mielenkiintoista suhteellisten arvojen perusteella. Aineen suhteellinen tiheys on yksi näistä suureista.
Yleensä aineen suhteellinen tiheys määräytyykohti tislattua vettä. Tietyn aineen tiheyden suhteeksi standardin tiheyteen tämä arvo määritetään pyknometrillä. Mutta tätä tietoa ei käytetä luonnontieteiden koulukurssilla, se on mielenkiintoista syvään opiskeluun (useimmiten valinnainen).
Fysiikan ja kemian opiskelun olympiatasoon voi vaikuttaa myös käsite "aineen suhteellinen tiheys suhteessa veteen". Sitä käytetään yleensä kaasuille. Kaasun suhteellisen tiheyden määrittämiseksi löydetään tutkittavan kaasun moolimassan suhde vedyn moolimassaan. Suhteellisen molekyylipainon käyttöä ei suljeta pois.
